Când Skip Maas a adoptat pentru prima dată Agrapina, un piton cu bile pete, nu a mâncat de 14 luni.
Dar, după cum observă curând, ea era încă o spirală încordată de mușchi încărcat cu arc. Prezentat cu un șobolan, ea a lovit rapid, l-a strâns și apoi s-a saturat cu mâncarea ei.
Și apoi corpul ei a făcut o altă performanță pentru care pitonii sunt cunoscuți: și-a accelerat metabolismul în mod dramatic pentru a face față afluxului brusc de proteine și grăsimi, spune Maas, „pentru a ajuta la descompunerea acelei mese și la extragerea tuturor nutrienților”.
Majoritatea oamenilor preferă să păstreze distanța față de pitoni – și din motive întemeiate. O lovitură rapidă urmată de o constrângere necruțătoare poate fi letală. Dar Maas, un biolog molecular de la Universitatea din Colorado Boulder, și colegii săi susțin că acești șerpi ar putea deține secrete care ar putea ajuta oamenii să trăiască mai mult și mai bine.
Pe lângă faptul că sunt capabili să postească săptămâni sau luni și să mențină tonusul muscular, ei sunt capabili să-și crească și să-și micșoreze inima și alte organe în timpul sărbătorii și al foametei fără nicio problemă.
„Este foarte logic ca pitonii, pentru că trăiesc în medii atât de extreme, să aibă secrete care s-ar aplica oamenilor”, spune Leslie Leinwand, un genetician care, în urmă cu două decenii, a venit pentru prima dată cu această idee de a traduce biologia unică a pitonilor în tratamente medicale.
În prezent, este ofițer executiv științific al Institutului BioFrontiers din CU Boulder. Iar laboratorul ei conduce un proiect de cercetare în curs care studiază reptilele, publicând în mod regulat descoperiri despre care speră că ar putea duce la descoperiri medicale.
Pitonii „sunt atât de adaptați la stilul lor de viață”, spune Maas, care și-a terminat recent doctoratul. în laboratorul lui Leinwand. „Cred că este o cale cu adevărat grozavă de a privi ceva despre care evoluția și-a dat seama deja să se inspire.”
Renovarea interioară dramatică a unui piton
O caracteristică deosebit de extremă a pitonului este metabolismul său – rata la care poate transforma alimentele în energie utilizabilă.
„Pythonii își intensifică metabolismul de la 10 la 40 de ori după o hrănire, în funcție de mărimea mesei”, spune Tommy Martin, profesor asistent la Centrul Medical al Universității din Nebraska și fost cercetător în laboratorul lui Leinwand.
Acesta este „echivalentul unui cal de curse Kentucky Derby în repaus, în comparație cu atunci când sprintează pe pistă”, spune Jack Gugel, biolog molecular la CU Boulder și fost student la Leinwand. Dar pitonii, notează el, pot menține „acea stare metabolică ridicată zile întregi, în timp ce digeră masa”.
Pentru a face față unui astfel de metabolism super-înalt, corpul pitonului suferă o renovare dramatică. „Organele lor vor crește de fapt”, spune Gugel. Aceasta include inima șarpelui – pentru a putea pompa mai mult sânge și oxigen pentru a digera masa.
Și inimile umane pot crește în dimensiune, peste . Când această creștere se datorează tensiunii arteriale crescute sau unui atac de cord, inima rămâne mărită și se rigidizează – cu consecințe potențial fatale.
„Unii oameni, indiferent ce ar face, chiar dacă au dieta perfectă și fac exerciții în fiecare zi, vor avea totuși boli de inimă”, adaugă Gugel.
La pitoni, însă, la aproximativ o lună după ce au consumat o masă, inima lor revine la dimensiunea anterioară.
„Și eram cu adevărat interesați să ne dăm seama – OK, care sunt semnalele care spun acestei inimi să devină mai mare?”, spune Gugel. „Și apoi, de asemenea, care sunt semnalele care spun inimii să coboare din nou la o dimensiune normală?”
Răspunsul la astfel de întrebări ar putea oferi informații despre cum să opriți sau chiar să inversați creșterea problematică a inimii la oameni.
Yuxiao Tan, un biolog molecular la CU Boulder, care a fost supravegheat de Leinwand, a dezvăluit o altă perspectivă importantă într-un studiu care urmează să fie publicat în curând. „Inima lor nu numai că poate deveni mai mare”, spune el, „dar și celulele musculare cardiace cresc în număr după ce mănâncă”.
Este diferit la oameni. „Când oamenii suferă un atac de cord”, explică Tan, „ei ajung să aibă o cicatrice pe inimă, deoarece celulele noastre musculare ale inimii nu sunt capabile să prolifereze și să repare cicatricea”.
Cercetările din laboratorul lui Leinwand sunt încă în curs de desfășurare, dar este posibil ca pitonii să poarte indicii despre cum am putea remodela inimile umane pentru a ne îmbunătăți propria sănătate cardiacă în diferite etape ale vieții.
Din muşchi şi molecule
O altă linie de investigație pe care o urmăresc acești cercetători este legată de capacitatea aparentă a pitonului de a rezista atrofiei musculare.
Luați Agrapina, pitonul de companie al lui Maas. Chiar și după luni în care nu a mâncat și abia s-a mișcat, când a prins locul șobolanului pe care i l-a oferit, „era suficient de puternică pentru a-l strânge apoi complet. Era pe deplin capabilă”, spune el. „Își pierduse foarte puțin tonusul muscular, în ciuda a tot timpul postului.”
„Nu cunosc nicio altă creatură care să poată face acest tip de post fără a-și pierde funcția musculară”, spune Leinwand. Ea crede că această abilitate ar putea duce într-o zi la tratamente pentru persoanele care se confruntă cu atrofia musculară pe măsură ce îmbătrânesc.
Și Leinwand spune că procesele digestive ale șarpelui au ceva de învățat și pe noi, indicând nenumăratele molecule mici produse pe măsură ce animalul descompune o masă. „Cred că asta ar putea fi ceea ce noi numim o mină de aur”.
Într-adevăr, Leinwand a fost coautor al unei lucrări, publicată în această primăvară în jurnal, cu colaboratori dintr-o varietate de instituții, care descrie o moleculă care curge prin sângele atât al pitonilor birman, cât și al pitonilor bile, care a crescut de o mie de ori după hrănire.
„Dacă aș fi o persoană care pariază”, spune Leinwand, „aș paria că ceva care se schimbă de o mie de ori probabil face ceva important”.
Studiul i-a confirmat suspiciunea. Gugel spune că molecula, care se numește pTOS, pare să acționeze ca un supresor al apetitului prin țintirea hipotalamusului din creier.
„Când dăm această moleculă șoarecilor obezi, ei mănâncă mai puțin și pierd în greutate”, spune el.
Jasmin Camacho, un biolog evoluționist la Institutul Stowers pentru Cercetări Medicale, aplaudă munca pitonului ca un alt mod de a căuta în locuri neașteptate potențiale medicamente și remedii. „Mergând la acest animal extrem, acea moleculă a fost exprimată la un nivel superior într-un mod în care pur și simplu a ieșit în evidență”, spune ea.
Camacho, care nu a fost implicată în cercetarea pitonului, studiază liliecii despre care crede că ar putea deține secrete pentru combaterea diabetului, deoarece pot consuma cantități mari de nectar fără probleme de sănătate aparente.
„Evolution a desfășurat experimente naturale de sute de milioane de ani”, spune ea. „Deci, studiind aceste adaptări, începem să ne gândim la alte moduri în care corpurile noastre pot funcționa.”
Renaștere de inspirație animală
Medicamentele pentru pierderea în greutate GLP-1, cum ar fi Ozempic, au apărut în urma cercetărilor asupra șopârlei veninoase monstru gila. Gugel speră într-o traiectorie similară pentru noua moleculă pe care a descoperit-o studiile de piton.
„Cred că există un potențial mare pe piață pentru un medicament care poate inhiba în mod specific apetitul în creier pentru a ajuta oamenii cu pierderea în greutate”, spune el.
În acest scop, Gugel, Leinwand, Martin și Jonathan Long de la Universitatea Stanford au format o companie numită Arkana Therapeutics pentru a dezvolta aceasta și alte descoperiri în noi medicamente și tratamente. Ei speră să privească dincolo de pitoni la alte specii trecute cu vederea, spune Martin.
Ashley Zehnder este CEO-ul Fauna Bio, o companie care caută terapii de rezistență la boli în rândul mamiferelor echipate cu adaptări unice. Ea spune că abordarea pe care o ia echipa lui Leinwand de la CU Boulder ar putea extinde paleta de descoperire a medicamentelor.
„Puteți găsi aceste molecule bioactive cu adevărat puternice în aceste specii extreme”, spune ea, „pentru că au fost perfecționate din punct de vedere evolutiv și le putem folosi pentru medicamente”.
Există provocări pentru această abordare, desigur, spune Zehnder, inclusiv învățarea cum să îngrijească animalele în laborator și nevoia de a-și da seama de funcționarea interioară complexă de la zero.
Dar răsplata, susține Zehnder, ar putea fi remedii potențiale pentru suferințele noastre extrase din marele copac al vieții. „Cred că sunt multe pe care le putem învăța punându-ne înapoi în acel arbore evolutiv și spunând: „Ce putem învăța de la aceste alte animale?””, spune ea.
„Și cred că ceea ce va face la sfârșitul zilei este să ne facă să apreciem foarte mult valoarea acestei diversități”.
